Descriuen a nivell molecular la maquinària amb què Mycoplasma genitalium inicia la infecció
Un estudi amb participació de l'Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (IBB) revela un mecanisme d'adhesió bacterià inèdit fins ara, pel qual el bacteri de transmissió sexual Mycoplasma genitalium s'uneix i es desplaça sobre les cèl·lules epitelials humanes per causar la infecció. El treball s'ha publicat a Nature Communications.
08/06/2020
Mycoplasma genitalium és un bacteri de transmissió sexual, responsable de diverses patologies del tracte urogenital en humans. És un dels principals causants d'uretritis en homes i de cervicitis i malaltia inflamatòria pèlvica en dones. També s'ha associat a casos de part prematur i avortament espontani. S'estima que més de l'1% de la població adulta està infectada per aquest bacteri, que està desenvolupant resistència a la majoria dels antibiòtics disponibles actualment.
Un treball liderat per científics de l'Institut de Biologia Molecular de Barcelona del CSIC (IBMB-CSIC), amb la col·laboració de científics de l'Institut de Biotecnologia i de Biomedicina de la UAB (IBB-UAB), ha aconseguit desxifrar l'estructura del complex d'adhesió de M. genitalium, denominat Nap. Aquest complex, format per diferents proteïnes que interactuen, és essencial per a l'adhesió del bacteri a les cèl·lules epitelials humanes i per causar la infecció.
En estudis previs, els mateixos investigadors van revelar el paper central de la proteïna P110 en l'adhesió del bacteri a les cèl·lules humanes, un pas essencial per iniciar la infecció. Ara, els científics descriuen com les dues proteïnes del complex d'adhesió, P110 i P140, cooperen perquè el bacteri pugui colonitzar la mucosa urogenital, disseminar i establir infeccions cròniques i de difícil tractament.
Els resultats de la investigació, que es publica a Nature Communications, revelen les diferents conformacions que adopta el Nap, que corresponen amb els estats "obert" o "tancat", i que determinen que el complex pugui unir-se o no als receptors de les cèl·lules epitelials humanes. Aquest mecanisme és vital perquè, un cop el bacteri s'ha unit al receptor cel·lular, pugui desplaçar-se per la superfície de les cèl·lules. Es tracta d'un mecanisme que no s'havia descrit fins ara a nivell molecular.
El treball està liderat per Ignacio Fita, professor d'investigació de la Unitat de Biologia Estructural de l'IBMB-CSIC; Oscar Quijada Pich, del Laboratori de Biologia Molecular de l'IBB-UAB i actualment investigador de l'Hospital Parc Taulí de Sabadell; i Achilleas S. Frangakis, de l'Institut Buchman d'Investigació en Ciències Moleculars de la Vida, d'Alemanya. El primer autor del treball és David Aparicio, investigador postdoctoral de l'IBMB-CSIC. També hi han participat les investigadores Margot P. Scheffer (Frankfurt) i Marina Marcos Silva (UAB).
Oculta o descobreix el punt d'adhesió a la cèl·lula humana
"El mecanisme d'adhesió del bacteri a les cèl·lules epitelials humanes requereix de la presència del complex Nap i de la seva capacitat d'adoptar diferents conformacions'', explica David Aparicio. "Aquest canvi de conformacions és possible perquè el Nap presenta una arquitectura similar a un trèvol de quatre fulles, amb dos P110 i dues P140, que mostra una alta plasticitat, una característica que possibilita l'adhesió reversible als receptors i el desplaçament del bacteri".
“Hem determinat, d'una banda, l'estructura tridimensional de la proteïna P140, desconeguda fins ara. D'altra banda, l'estructura del complex d'adhesió amb les dues proteïnes, P110 i P140, en dues situacions diferents: quan el bacteri s'adhereix a una cèl·lula humana i quan s'allibera d'ella”, assenyala Òscar Quijada.
El Nap, diu Margot P. Scheffer, presenta dues conformacions, una "tancada", que es dóna quan el lloc d'unió de la proteïna P110 està ocult, i una altra "oberta", quan el lloc d'unió està accessible. La posició oberta permet l'adhesió del bacteri a la cèl·lula, i la tancada, l'alliberament del receptor per ajudar en la generació del moviment.
Per verificar-ho, els científics han realitzat mutacions en llocs concrets del complex i han demostrat que si s'altera aquesta estructura s'impedeix l'adhesió i el procés d'infecció. "La caracterització de mutants de M. genitalium ens permet entendre el paper que exerceix cadascuna de les peces de la maquinària d'adhesió d'aquest patogen", comenta Marina Marcos Silva. "Les mutacions que introduïm de manera dirigida ens revelen quines funcions del Nap es perden i quines es conserven, aportant informació específica sobre la mecànica de l'adhesió a nivell molecular".
El treball permet entendre millor el mecanisme molecular de com s'inicia la infecció per part d'aquest patogen. Això podria ajudar a desenvolupar estratègies terapèutiques diferents dels antibiòtics, per als quals els bacteris estan creant multiresistència. Aquestes estratègies es basarien en identificar molècules capaces de bloquejar el lloc d'unió dels receptors humans i així poder aturar la capacitat d'adhesió del patogen durant la infecció.
Referència: Structure and mechanism of the Nap adhesion complex from the human pathogen Mycoplasma genitalium. Aparicio et al. Nature communications, doi: 10.1038/s41467-020-16511-2
Aquesta notícia s'emmarca dins dels següents ODS
Salut i benestar